[发明专利]一种改性再生剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于沥青再生技术领域，尤其涉及一种改性再生剂及其制备方法与应用。

背景技术

沥青路面热再生技术越来越受到人们的重视。沥青老化后变硬、黏度增大、性能衰退，因此在对旧料进行再生利用时，需对老化沥青进行再生，使老化沥青重新获得适宜的黏度和性能。目前，国内外关于老化沥青的再生方法主要有两种：一是当旧料掺量不超过30％时，一般采用较软的新沥青来进行调和，即新沥青的高温性能等级要比设计沥青性能等级低一个等级；二是当旧料掺量较高时，则倾向于采用再生剂，因此再生剂成为沥青路面再生利用的关键技术。

现有再生剂主要是针对于基质沥青的老化而研发，多以石油工业中的轻质油为主，实践证明虽然其能够在一定程度上恢复老化普通沥青的性能，但其稳定性较差，而且在老化聚合物改性沥青的性能恢复方面作用低效，聚合物改性沥青的老化不仅包括沥青组分的迁移，同时还伴随着改性剂的裂解和失效。我国高速公路上面层普遍采用SBS改性沥青，研究表明SBS改性沥青优良的性能来源于SBS聚合物在基质沥青中形成的趋于连续相的交联网络结构，而再生剂不含SBS聚合物，不具备修复SBS聚合物网络结构的功能，因此难以真正实现SBS改性沥青的老化再生。目前我国改性沥青路面热再生中添加的现有再生剂，只能起到降低老化沥青黏度和提升施工和易性的作用，对老化沥青和再生混合料性能的提升效果并不明显，反而使得再生路面的高温稳定性降低。容易产生车辙病害。因此制约了热再生技术在高速公路养护中的发展。而且由于目前再生剂均为石油多次提炼后的产物，因而价格昂贵。因此寻求研发价格合理、环保且能够有效恢复老化SBS改性沥青性能，提升再生混合料路用性能的新型再生剂很有必要。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够有效恢复老化SBS改性沥青、提升热再生沥青混合料路用性能，且价格低廉环保的改性再生剂；本发明的第二目的是提供该再生剂的制备方法；本发明的第三目的是提供该改性再生剂的应用。

技术方案：本发明的改性再生剂，包括如下组分：植物沥青70～80份、改性剂15～25份、乳化剂1～5份以及抗老化剂0.5～1份。优选的，植物沥青72～75份、改性剂20～30份、乳化剂4.2～4.5份以及抗老化剂0.5～0.8份。

本发明采用的植物沥青通过生物发酵以及高温高压氢化过程促使植物糖醇分子之间出现脱水环化成饱和链状或轻度聚合成长链，具有天然的分子极性，与SBS改性沥青与SBS改性沥青有很好的相似相容性。

本发明采用的改性剂优选可为SBR胶乳或者VAE乳液，其中，SBR胶乳是由SBR丁苯橡胶经乳液共聚制得的阴离子型聚合物分散体，SBR胶乳与植物沥青有着很好的相容性，且稳定性好，可以改善植物沥青的感温性和粘弹性；VAE乳液是醋酸乙稀－乙烯共聚乳液，其不仅与沥青具有良好的相容性，且在沥青中有很好的分散性，能够有效改善沥青高温性能、低温柔韧性、抗老化及耐久性。

本发明采用的乳化剂优选可为脂肪醇与环氧乙烷缩合物、脂肪酸聚氧乙烯酯或辛基酚聚氧乙烯醚，其中，脂肪醇与环氧乙烷缩合物能够有效改善植物沥青和SBR胶乳的黏度，使得再生剂常温下呈流动状态，无需加热便可用于施工；脂肪酸聚氧乙烯酯具有良好的乳化、增溶、润湿、分散作用，能够使得植物沥青与改性剂进一步溶合并改善混合液的黏度；辛基酚聚氧乙烯醚具有良好的乳化性能，能够使得改性剂在植物沥青中的充分扩散并有效改善再生剂的黏度。

本发明改性再生剂的制备方法包含以下步骤：按重量份数称量植物沥青、改性剂、乳化剂以及抗老化剂，将植物沥青加热至70～80℃搅拌5～10min，加入改性剂，搅拌30～60min，待冷却至50～60℃时，加入乳化剂和抗老化剂继续搅拌20～40min，即制得改性再生剂。

本发明将植物沥青加热至70～80℃能够使得该植物沥青具有良好的流动性，提高再生剂的高温性能，若加热温度低于70℃，则会使得植物沥青的动力粘度过高，植物沥青过粘，不利于植物沥青与改性剂之间的充分溶合；若加热温度高于80℃，则会导致植物沥青的动力粘度过小，植物沥青流动性过高，降低再生剂的高温性能。

同理，本发明在50～60℃时加入乳化剂和抗老化剂，能够提高乳化剂和抗老化剂在混合溶液中的分散能力，并充分降低混合液的黏度。

本发明的改性再生剂应用于高速公路上面层的养护工程中。